電力機(jī)房的智能巡檢技術(shù)

李峰++郭文斌

摘 要本文引入了電力機(jī)房智能巡檢技術(shù)，針對(duì)傳統(tǒng)電力機(jī)房日常巡檢技術(shù)的工作內(nèi)容，提出了基于業(yè)務(wù)域、基于場(chǎng)景可視化的智能巡檢技術(shù)，給出了智能巡檢系統(tǒng)平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)功能，實(shí)施效果表明，機(jī)房智能巡檢技術(shù)適用于電力企業(yè)，具有較好的推廣意義。

【關(guān)鍵詞】電力機(jī)房 智能巡檢 可視化 場(chǎng)景展示

目前隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，具有數(shù)字化與高度信息化集成的電力信息系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要手段。電力機(jī)房，為整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)提供所有應(yīng)用服務(wù)運(yùn)營(yíng)的場(chǎng)所，是電網(wǎng)中發(fā)電、輸電、配電、售電的數(shù)據(jù)交互連接橋梁與應(yīng)用服務(wù)無縫集成的平臺(tái)，但是，目前大部分電力機(jī)房在投入使用后的管理仍然有較大不足，日常運(yùn)維、巡檢還停留在人工通過肉眼查看的方式，這樣不僅浪費(fèi)寶貴的人力資源、同時(shí)由于容易出現(xiàn)設(shè)備管理與機(jī)房空間管理的混亂而對(duì)數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行與可擴(kuò)容性產(chǎn)生隱患。因此，當(dāng)下迫切需要一套能為電力機(jī)房管理人員提供直觀、遠(yuǎn)程、便于操控的智能巡檢技術(shù)來解決此類問題。

1 機(jī)房日常巡檢

1.1 巡檢周期

巡檢是電網(wǎng)日常維護(hù)工作的重要任務(wù)。 一般來說，巡檢工作分為例行巡檢、節(jié)假日巡檢、自然災(zāi)害和重要通信期的巡檢。機(jī)房的管理要求是定期對(duì)機(jī)房的狀況進(jìn)行巡檢，如每天早上某一時(shí)間和晚上某一時(shí)間要求巡檢人員進(jìn)入機(jī)房對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備進(jìn)行巡檢。為保障機(jī)房的穩(wěn)定運(yùn)行，最簡(jiǎn)單的手段就是增加巡檢的次數(shù)，縮短了對(duì)機(jī)房的巡檢時(shí)間間隔，便于更全面地了解機(jī)房?jī)?nèi)各系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

1.2 巡檢內(nèi)容

對(duì)機(jī)房設(shè)備進(jìn)行巡檢時(shí)，主要包括機(jī)房各類基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全設(shè)備等，巡檢設(shè)備運(yùn)行是否正常，是否存在告警或缺陷，同時(shí)巡檢的路線至關(guān)重要。一般情況下，一個(gè)典型的機(jī)房巡檢在進(jìn)入機(jī)房時(shí)首先要對(duì)空調(diào)運(yùn)行情況進(jìn)行查看，然后對(duì)機(jī)房的溫濕度進(jìn)行查看，最后依次對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行巡檢。

1.3 巡檢記錄

巡檢記錄可以直接反映巡檢人員對(duì)機(jī)房設(shè)備巡檢的結(jié)果，是體現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備運(yùn)行情況的重要依據(jù)。巡檢記錄的細(xì)致程度依不同區(qū)域、不同類型的機(jī)房有所差異，一般而言，比較關(guān)注于機(jī)房的環(huán)境信息，如溫度，濕度，重要設(shè)備的指標(biāo)等內(nèi)容。

2 智能巡檢技術(shù)

隨著電力企業(yè)信息化的建設(shè)，電力設(shè)備的智能化程度越來越高，同時(shí)承載這些設(shè)備的機(jī)房監(jiān)控手段、信息化建設(shè)水平也越來越高，傳統(tǒng)的巡檢方式目前正逐步向智能化巡檢方式過渡，有應(yīng)用智能機(jī)器人進(jìn)行巡檢的技術(shù)研究，有應(yīng)用信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)行巡檢的技術(shù)研究等方式。

2.1 基于業(yè)務(wù)域的機(jī)房智能巡檢

由于電力機(jī)房承載的系統(tǒng)較多，且系統(tǒng)跨區(qū)域跨機(jī)房的布局，單一模式下的機(jī)房巡檢模式難以適應(yīng)各種各樣的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在兼顧巡檢工作共性，如工單管理、信息記錄、報(bào)表分析情況下，對(duì)特定業(yè)務(wù)域的巡檢要體現(xiàn)其業(yè)務(wù)特性。

基于業(yè)務(wù)域的智能巡檢策略其核心思想是：

（1）以機(jī)房基礎(chǔ)信息為各業(yè)務(wù)域的共性，涉及巡檢工作的基本內(nèi)容，如巡檢路徑、工單管理、巡檢周期等內(nèi)容提煉出共性，這些共性的集合作為機(jī)房基礎(chǔ)智能巡檢的公共項(xiàng)。

（2）針對(duì)不同業(yè)務(wù)域的特點(diǎn)提煉出屬于該業(yè)務(wù)域巡檢的必要項(xiàng)，并加以規(guī)范化，形成屬于該業(yè)務(wù)域的智能巡檢模板。

2.2 基于場(chǎng)景可視化的機(jī)房智能巡檢

可視化展示無疑是機(jī)房智能巡檢中重要的環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵在于巡檢工作如何進(jìn)行可視化展示，如機(jī)房基礎(chǔ)性質(zhì)的資產(chǎn)可視化、容量可視化等內(nèi)容顯然不是智能巡檢工作的重點(diǎn)，而實(shí)際設(shè)計(jì)中由于可視化工作具有開發(fā)周期，因此要盡量提煉巡檢工作展示的共性。

2.2.1 拓?fù)淇梢暬?/p>

任何業(yè)務(wù)域是有其拓?fù)浞植迹催壿嬯P(guān)系，對(duì)于以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向的智能巡檢策略，拓?fù)淇梢暬腔A(chǔ)功能。

2.2.2 端口可視化

端口可視化不僅指設(shè)備端口呈現(xiàn)在巡檢人員面前，還指其連接關(guān)系，信息數(shù)據(jù)均能夠呈現(xiàn)，即端口可視化涵蓋了信息可視化。

2.2.3 故障可視化

故障點(diǎn)處于何處，要一目了然的呈現(xiàn)在拓?fù)鋱D上。

2.2.4 方法可視化

不僅要能夠找到故障點(diǎn)，還要有解決問題的策略，策略是日積月累逐步形成的，即機(jī)房智能巡檢的設(shè)計(jì)必須具有專家知識(shí)庫，否則難以稱之為“智能”。

2.2.5 報(bào)表可視化

對(duì)形成的策略，解決方式，解決結(jié)果以報(bào)表形式呈現(xiàn)給管理人員。

2.2.6 路徑可視化

對(duì)巡檢的路徑，周期，記錄等基礎(chǔ)信息形成簡(jiǎn)潔有效的方式方法。

3 智能巡檢系統(tǒng)開發(fā)

智能巡檢系統(tǒng)使生產(chǎn)流程及時(shí)準(zhǔn)確地按照巡檢計(jì)劃進(jìn)行，并通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)了解企業(yè)內(nèi)部各工作點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，并提供相應(yīng)的分析策略，為企業(yè)節(jié)省了人力、物力 。

3.1 系統(tǒng)構(gòu)架

機(jī)房智能運(yùn)維系統(tǒng)開發(fā)的內(nèi)容涵蓋機(jī)房3D建模、軟件3D引擎加載、機(jī)柜室內(nèi)定位、機(jī)房空間定位、數(shù)據(jù)庫同步等關(guān)鍵技術(shù)，最終呈現(xiàn)給運(yùn)維人員的是智能化、自動(dòng)化的動(dòng)態(tài)可視化自成像運(yùn)維管理平臺(tái)。系統(tǒng)具體構(gòu)架見圖1。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 機(jī)房場(chǎng)景可視化

機(jī)房是立體的空間概念，包括所在環(huán)境、配電、制冷、消防、通信機(jī)柜、布線等多種環(huán)節(jié)，機(jī)房3D建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)房的桌面化3D呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)房可視化管理，可實(shí)現(xiàn)環(huán)境可視、機(jī)房可視、機(jī)柜組可視、機(jī)柜可視、設(shè)備可視、端口可視，實(shí)現(xiàn)所見即所得。

3.2.2 IT資源業(yè)務(wù)域分類管理

各類IT資源分布于實(shí)際的物理機(jī)房中，這些設(shè)備之間是構(gòu)成特定的業(yè)務(wù)關(guān)系的，比如營(yíng)銷系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、抄表系統(tǒng)，將這些設(shè)備根據(jù)業(yè)務(wù)、邏輯、冗余等關(guān)系進(jìn)行分類能夠構(gòu)成不同的業(yè)務(wù)域，準(zhǔn)確、按需求的描述設(shè)備間的內(nèi)在關(guān)系，尤其是在一個(gè)設(shè)備參與多個(gè)業(yè)務(wù)的情況就更能夠展示準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層次的“所見即所得”。

3.2.3 連線資源智能配線管理。

設(shè)備布局布線對(duì)機(jī)房管理而言是非常重要的環(huán)節(jié)，由于施工方與運(yùn)維方不一致，施工標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，運(yùn)維人員傳承等方面的問題，與IP層監(jiān)控日益完善相比，物理層的配線管理成了機(jī)房智能運(yùn)維的短板。

3.2.4 機(jī)房IT設(shè)備資產(chǎn)管理。

智能運(yùn)維技術(shù)包括機(jī)房IT設(shè)備的資產(chǎn)管理功能，對(duì)現(xiàn)代化信息機(jī)房來說，機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備種類千差萬別，數(shù)量巨大，靠人工管理及維護(hù)不僅容易出錯(cuò)且很難快速定位及查找，對(duì)其歷史狀況更是難以入手了解，尤其是遇到設(shè)備移動(dòng)，機(jī)房搬遷狀況時(shí)，且機(jī)房規(guī)模越大其管理復(fù)雜程度越高。對(duì)IT設(shè)備引入電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)有該設(shè)備的歷史及當(dāng)前配置信息，生產(chǎn)相關(guān)、物流相關(guān)及運(yùn)行相關(guān)的靜態(tài)信息，與運(yùn)維平臺(tái)交互的可配置動(dòng)態(tài)信息等。

3.2.5 核心設(shè)備狀態(tài)管理。

機(jī)房的服務(wù)器、交換機(jī)、路由器等設(shè)備是運(yùn)維人員最為關(guān)心的核心設(shè)備，需要高的關(guān)注度，核心設(shè)備除基本的生產(chǎn)信息、物流信息、配置信息等偏靜態(tài)的信息外，動(dòng)態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)信息如CPU使用率、進(jìn)程數(shù)、數(shù)據(jù)流量、設(shè)備溫度、內(nèi)存使用率等實(shí)時(shí)運(yùn)行信息的提取、存儲(chǔ)、分析、預(yù)警是幫助運(yùn)維人員管理核心設(shè)備的重要輔助手段。

3.2.6 機(jī)房自動(dòng)巡檢功能。

機(jī)房定期巡檢是運(yùn)維人員日常管理的重要職責(zé)，平臺(tái)提供自動(dòng)巡檢功能，結(jié)合機(jī)柜微環(huán)境管理，IT設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行信息提取功能及機(jī)房3D可視化呈現(xiàn)手段幫助運(yùn)維人員獲得量化的巡檢數(shù)據(jù)，提高機(jī)房運(yùn)維效果及運(yùn)維效率，減少甚至擺脫靠運(yùn)維人員目測(cè)方式進(jìn)行巡查，提供數(shù)字化運(yùn)維數(shù)據(jù)及報(bào)表。

4 應(yīng)用成效

4.1 應(yīng)用成效

非結(jié)構(gòu)性場(chǎng)景展示已經(jīng)在本人單位予以實(shí)施，并在可視化場(chǎng)景基礎(chǔ)上融合了動(dòng)環(huán)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控分析、電子配線數(shù)據(jù)等相關(guān)業(yè)務(wù)信息，使運(yùn)維效率得到明顯提高和改善。

（1）節(jié)省機(jī)房運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。實(shí)現(xiàn)機(jī)房3D自成像可視化、精細(xì)化管理，可快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)定位，設(shè)備快速查找，提升效率70%以上。

（2）實(shí)現(xiàn)設(shè)備動(dòng)態(tài)信息提取提與分析，提前預(yù)警設(shè)備問題，在設(shè)備故障時(shí)能快速查找問題的根本原因，設(shè)備平均故障解決時(shí)間減少30分鐘，通過設(shè)備預(yù)警方式解決問題占總問題數(shù)的60%，通過專家系統(tǒng)引導(dǎo)故障解決目前占比在25%左右。

（3）將日常巡維工作桌面化呈現(xiàn)，減少運(yùn)維人員工作壓力，提高運(yùn)維深度及廣度，提高機(jī)房管理的規(guī)范化程度，建立了普通配線架改造為電子配線架的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）通過研究，提高了專業(yè)技術(shù)及管理水平，提高了工作效率及智能化應(yīng)用水平。通過系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了機(jī)房信息碎片化和數(shù)據(jù)孤島的現(xiàn)象。

4.2 行業(yè)推廣

通過此項(xiàng)目實(shí)施，為電力機(jī)房管理人員提供直觀、遠(yuǎn)程、便于操控的管理系統(tǒng)，有效減輕了基層人員機(jī)房日常巡檢的業(yè)務(wù)工作量，也有利用機(jī)房管理人員更加容易的把握在信息機(jī)房中的各種隱含信息、分析數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，從而有針對(duì)性的制定更加行之有效的策略來避免各類故障給電網(wǎng)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益損失。

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作者簡(jiǎn)介

李峰（1983-），男，河北省保定市人?，F(xiàn)為國(guó)網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院工程師。研究方向?yàn)樾畔踩?/p>

作者單位

1.國(guó)網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830011

2.國(guó)網(wǎng)新疆電力公司阿勒泰供電公司 新疆維吾爾自治區(qū)阿勒泰地區(qū) 836500